制御工学Ⅱ

科目基礎情報

学校 有明工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 制御工学Ⅱ
科目番号 0072 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電子情報工学科 対象学年 5
開設期 通年 週時間数 1
教科書/教材 「演習で学ぶ現代制御理論」森 泰親 / 森北出版
担当教員 松野 哲也

到達目標

1.状態方程式で記述されたシステムの安定性を判定できる.
2.与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを算出できる.
3.与えられたサーボ系の動作を予測できる.

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安(可)未到達レベルの目安
評価項目1状態方程式で記述されたシステムの安定性,可制御性,可観測性を判定できる与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを極配置法および最適レギュレータに基づく考え方を用いて算出できる.与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを極配置法および最適レギュレータに基づく考え方を用いて算出できる.
評価項目2与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを極配置法および最適レギュレータに基づく考え方を用いて算出できる.与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを極配置法および最適レギュレータに基づく考え方を用いて算出できる.与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを極配置法および最適レギュレータに基づく考え方を用いて算出できる.
評価項目3与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを極配置法および最適レギュレータに基づく考え方を用いて算出できる.与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを極配置法および最適レギュレータに基づく考え方を用いて算出できる.与えられた条件を実現する状態フィードバック係数ベクトルを極配置法および最適レギュレータに基づく考え方を用いて算出できる.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-2

教育方法等

概要:
◎B-2(d-1):専門分野の内容を理解していること.
授業の進め方と授業内容・方法:
◎B-2(d-1):専門分野の内容を理解していること.
注意点:
ラプラス変換,線形代数,微分方程式の基礎が必要である.

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 システムと状態方程式 与えられたシステムを状態方程式できじゅつできる.
2週 状態遷移行列 状態遷移行列を計算できる.
3週 固有値の位置と応答 固有値の位置とシステム応答の関係を説明できる.
4週 座標変換 状態変数を座標変換することができる.
5週 対角正準形 与えられたシステムの対角正準形を計算できる.
6週 可制御性 与えられたシステムの可制御性を判定できる.
7週 行列のランク 与えられた行列のランクを計算できる.
8週 前期中間試験
9週 可観測性 可観測性の意味を説明できる.
10週 双対性の定理 与えられたシステムの双対システムを導出できる.
11週 可観測性の判定 与えられたシステムの可観測性を判定できる.
12週 可制御正準形 与えられたシステムの可制御正準形を導出できる.
13週 極配置 極配置法にもとづいてフィードバック係数ベクトルを計算できる.
14週 アッカーマン法 アッカーマン法にもとづいてフィードバック係数ベクトルを計算できる.
15週 期末試験
16週 テスト返却と解説
後期
1週 評価関数 評価関数の意味を説明できる.
2週 最適制御 最適制御手法の原理を説明できる.
3週 積分汎関数 積分汎関数の意味を説明できる.
4週 重み行列と正定性 重み行列の正定性を判定できる.
5週 リカッチ代数方程式 2次元の簡単なリカッチ代数方程式を素朴な方法で解くことができる.
6週 ハミルトン行列 ハミルトン行列を構成できる.
7週 有本-ポッターの方法 有本-ポッターの方法にもとすきリカッチ代数方程式の正定解を求めることができる.
8週 後期中間試験
9週 サーボ系とは サーボ系とは何かを実例を示しながら説明できる.
10週 前置補償としての積分器と定常偏差 サーボ系の構造を説明できる.定常偏差の意味と積分器の役割を説明できる.
11週 拡大系 拡大系の導入によってサーボ系の設計を容易にすることを説明できる.
12週 サーボ系の設計 与えられたサーボ系および特性に基づき,制御対象の前置補償器のパラメータと状態フィードバック係数ベクトルを計算できる.
13週 制御対象の零点 制御対象の零点を計算できる.
14週 状態観測器 与えれれた制御対象に対応する状態観測器を設計できる.
15週 期末試験
16週 テスト返却と解説

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000